Самолет Solar Impulse 2 в ходе первых испытаний, ноябрь 2014 г.

ВМС США проявляют большой интерес к беспилотным авиационным  комплексам разных классов. Теперь они намерены изучить и оценить  концепцию БПЛА сверхвысокой продолжительности полета. Разработку,  строительство и испытания опытного образца такого класса поручена  компании Skydweller Aero. Первые полеты такой машины могут состояться  уже в этом или следующем году.

Государственный контракт

Американо-испанская  компания Skydweller Aero была основана в 2019 г. с целью участия в  работах по созданию беспилотных летательных аппаратов с повышенными  летными и эксплуатационными характеристиками. Практически сразу она  выкупила наработки организации Solar Impulse и одноименный опытный  самолет. В дальнейшем она продолжила развитие чужих решений и приступила  к реализации собственных идей.

В первых числах августа  Skydweller Aero сообщила о получении заказа от ВМС США. Контракт  стоимостью 5 млн долл. предусматривает проведение предварительных работ  по созданию БПЛА сверхвысокой продолжительности полета – т.н.  атмосферного спутника или псевдоспутника. Не позднее 2 квартала 2022 г.  подрядчик должен представить беспилотник-демонстратор технологий. В  случае успеха после этого может стартовать полноценный проект.

ВМС  США хотели бы получить «атмосферный спутник» с электрической  энергоустановкой, способный оставаться в воздухе до 90 суток. Он должен  нести полезную нагрузку разного назначения. Предполагается применение  радиотехнических систем разного рода, средств разведки и т.д. Такое  изделие могло бы занять нишу между БПЛА «традиционных» классов и  космическим аппаратами, упростив выполнение некоторых задач.

Самолет в ангаре

Пока  речь идет только о поиске и отработке технологий, необходимых для  создания полноценного проекта. Разработка последнего может начаться в  будущем, но точные сроки назвать пока не могут. Так же неопределенным  остается и время поступления «спутника» на вооружение – конечно, если  проект дойдет до этого.

Технологическая основа

Компания  Skydweller Aero начала исследования тематики «атмосферных спутников»  почти сразу после своего основания и уже успела провести часть работ и  набрать определенный опыт. Новый заказ от ВМС дает этому проекту  финансовую и иную поддержку, а также позволяет надеяться, что  перспективные технологии найдут реальное применение.

Компании-подрядчику  не придется разрабатывать и строить демонстратор технологий с нуля. В  этом качестве планируется использовать уже имеющийся опытный летательный  аппарат Solar Impulse 2. В конце 2019 г. началась его перестройка и  переоснащение. Целью этого проекта являлось превращение самолета в  опционально пилотируемый. Теперь, в зависимости от необходимости,  самолет может управляться пилотом из кабины или оператором с земли.  Опционально пилотируемый самолет Solar Impulse 2 уже прошел летные  испытания.

В  ближайшее время, в т.ч. до конца 2021 г., самолет может лишиться кабины  и окончательно превратиться в БПЛА. В таком виде его выведут на новый  этап испытаний, который собираются провести вместе с ВМС. Сколько  времени он займет и чем завершится, неизвестно. Однако  компания-подрядчик проявляет оптимизм.

Технические особенности

Экспериментальный  самолет Solar Impulce 2 был построен международной организацией Solar  Impulse в 2011-14 гг. Летные испытания машины стартовали в 2014 г. и  достаточно быстро подтвердили способность самолета к продолжительному  полету. Через несколько лет после этого летательный аппарат сменил  хозяина, а в ближайшем будущем изменит и свой облик.

Solar  Impulse 2 представляет собой самолет-высокоплан нормальной схемы с  прямым крылом большого размаха, призванным обеспечивать высокие  аэродинамические и летные характеристики. Планер выполнили с  использованием легких сплавов, пластиков и композитов. Благодаря этому  самолет длиной 22,4 м с размахом крыла 71,9 м имеет взлетную массу всего  2,3 т.

Летные испытания после недавней модернизации, апрель 2021 г.

Для  самолета была разработана оригинальная энергоустановка на основе  солнечных батарей и аккумуляторов. Верхняя поверхность крыла, оперения и  фюзеляжа покрыта 17248 элементами солнечных батарей общей площадью ок.  270 кв.м. и общей мощностью до 66 кВт. Энергия поступает на четыре  литий-ионные батареи емкостью по 41 кВт⋅ч, а также на четыре  электродвигателя мощностью по 13 кВт с двухлопастными тянущими винтами  диаметром 4 м.

Самолет оснащен одноместной негерметичной кабиной  со всем необходимым оборудованием. Для проведения длительных полетов  предусмотрели автопилот, снижающий нагрузку на летчика и позволяющий ему  отдыхать в полете. Для полетов на высотах до 10-12 км имеется  кислородное оборудование.

В ходе первых испытаний Solar Impulse 2  показал способность взлетать на скорости 36 км/ч; максимальная скорость  – 140 км/ч. Крейсерская скорость в дневное время составляет 90 км/ч, а в  ночное, при слабом освещении или при его отсутствии, падает до 60 км/ч.

Использование  энергии солнца в теории обеспечивает неограниченную дальность и  продолжительность полета. В 2015-16 гг. это использовали в ходе  кругосветного путешествия. Весь маршрут разделили на 17 отрезков разной  длины и продолжительности. Самый длительный полет состоялся летом  2015-го и продлился 117 ч. Новые рекорды такого рода не устанавливались  ввиду чрезмерной нагрузки на пилота.

Дальнейшее  увеличение продолжительности полета связано с отказом от присутствия  пилота на борту. В настоящее время единственный Solar Impulse 2  перестраивается по такому проекту. Самолет лишится кабины и  соответствующих систем управления. Вместо них установят новую носовую  часть фюзеляжа и средства автономного и дистанционного управления. После  такой переработки БПЛА сможет брать на борт полезную нагрузку массой до  400 кг.

«Спутник» для флота

Работы по перестройке  экспериментального самолета приближаются к своему завершению, и до конца  года его могут поднять в воздух в новой конфигурации. Затем начнутся  испытания с целью наработки опыта, а также в интересах ВМС. Как долго  продлятся эти мероприятия, пока не сообщали. Также остаются неясными их  результаты, хотя и имеются основания для положительных прогнозов.

В  перспективе, после оценки демонстратора технологий, ВМС США могут  инициировать разработку полноценного «атмосферного спутника». Компания  Skydweller Aero, используя накопленный опыт, вполне способна получить  соответствующий заказ. Впрочем, запуск конкурса и проектирования  остается делом отдаленного будущего.

Уже известно, каким может  быть результат подобного проекта. ВМС желают получить беспилотный  летательный аппарат, способный автономно или по командам продолжать  полет в течение трех месяцев и имеющий неограниченную практическую  дальность. Благодаря этому аппарат сможет долго и без перерыва пребывать  в заданном районе, решая поставленную задачу. Кроме того,  неограниченная дальность обеспечит возможность достижения любой точки  мира вне зависимости от места взлета.

Проектный облик полностью беспилотной версии Solar Impulse 2

Рассматривается  несколько вариантов полезной нагрузки. За счет этого беспилотник сможет  вести оптическую или радиотехническую разведку, а также выполнять  функции воздушного ретранслятора радиосигналов. При этом «спутник» вряд  ли сможет стать эффективным ударным БПЛА.

Беспилотники  сверхвысокой продолжительности полета не просто так называют  «атмосферными спутниками». С точки зрения решаемых задач, они, с  некоторыми оговорками, являются функциональными аналогами космических  аппаратов. Такие БПЛА могут вести разведку, обеспечивать связь и  навигацию и т.д. В то же время, летательный аппарат может быть проще и  дешевле в производстве и эксплуатации. Однако имеется целый ряд  технических и иных сложностей, без преодоления которых нельзя  рассчитывать на высокие характеристики и эффективность применения.

Большое будущее

Проекты  от Solar Inpulse, Skydweller Aero и других организаций разрабатывались с  целью освоения новых технологий в области авиации, а также для  определения их реальных перспектив. Проведенные испытания подтвердили  расчетные характеристики и показали, что новые решения имеют самое  большое будущее.

Теперь речь идет об использовании новых  технологий в проекте с реальными перспективами. При этом, как нередко  бывает, новыми идеями заинтересовались вооруженные силы развитой страны.  Этот факт дает разработчикам проекта надежду на успешное завершение  теоретических и проектных работ – и на будущие контракты. Впрочем, для  этого необходимо пройти стадию демонстрации технологий и показать  потенциал своих проектов в военной области, на что уйдет некоторое  время.

Автор:Рябов Кирилл

Использованы фотографии:Skydweller Aero, Wikimedia Commons